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El tipo de batería antigua obtiene un impulso de energía
Casi todos los fabricantes de automóviles interesados en producir autos eléctricos están apostando por mejoras en las baterías de iones de litio para abaratar los autos y extender su autonomía.
Pero los científicos de BASF están explorando las posibilidades de un tipo más antiguo de batería, hidruro de níquel-metal, que ahora se usa en híbridos. Recientemente duplicaron la cantidad de energía que estas baterías pueden almacenar, haciéndolas comparables a las baterías de iones de litio. Y tienen un plan para mejorarlos mucho más, aumentando potencialmente el almacenamiento de energía ocho veces más.
Los investigadores de BASF apuntan a baterías que cuestan $ 146 por kilovatio-hora, aproximadamente la mitad de lo que cuestan las baterías de automóviles eléctricos de iones de litio más baratas.
Las baterías de iones de litio se han preferido en muchas aplicaciones porque son más livianas y compactas; es por eso que han reemplazado a las baterías de hidruro de níquel-metal en la mayoría de los dispositivos electrónicos portátiles.
Pero las baterías de hidruro de níquel-metal tienen algunas ventajas significativas en los automóviles, razón por la cual se han utilizado en híbridos durante décadas. Son duraderas e intrínsecamente más seguras que las baterías de iones de litio, en parte porque no utilizan líquidos inflamables, como sí lo hacen las baterías de iones de litio: no se incendian si se sobrecalientan o se sobrecargan, por lo que sus sistemas de enfriamiento y controles electrónicos son mucho más simples. Los sistemas de seguridad pueden agregar alrededor de un 25 por ciento al costo de un paquete de baterías de iones de litio y aumentar su peso en un 50 por ciento, según datos del grupo industrial U.S. Advanced Battery Consortium.
A estas ventajas inherentes, los científicos de BASF agregaron mejoras a los materiales a base de níquel utilizados en las baterías. Cambiar la microestructura ayudó a hacerlos más duraderos, lo que a su vez permitió cambios en el diseño de la celda que ahorraron un peso considerable, lo que permitió el almacenamiento de 140 vatios-hora por kilogramo.
Las celdas de las baterías de iones de litio pueden almacenar mucho más: 230 vatios-hora por kilogramo en algunos casos. Pero cuando se tiene en cuenta el peso adicional de los sistemas de seguridad y el hecho de que gran parte de la energía se mantiene en reserva para reducir el desgaste y permitir que la capacidad de almacenamiento de energía se desvanezca con el tiempo, esa ventaja puede desaparecer.
Un análisis reciente encontró que la cantidad total utilizable de almacenamiento de energía en las baterías de automóviles eléctricos de iones de litio es de entre 60 y 120 vatios-hora por kilogramo. Los investigadores aún deben probar si las celdas de BASF pueden durar tanto como las baterías de hidruro de níquel-metal convencionales.
El próximo paso para BASF es introducir cambios más radicales en las baterías de hidruro de níquel-metal, reemplazando los materiales que se usan ahora por otros que puedan almacenar más energía y soportar voltajes más altos.